四、电磁波.doc

第四节 电磁波 ●教学目标 一、知识目标 1.知道电磁波形成的理论条件. 2.知道电磁波形成的实际电路. 3.知道电磁波的特点. 4.知道赫兹实验及其重要意义. 二、能力目标 培养学生的逻辑推理和类比推理能力. 三、德育目标 培养学生崇尚科学、献身科学的精神. ●教学重点 电磁波的发射. ●教学难点 电磁波的存在和特点. ●教学方法 演示推理法和分析类比法. ●教学准备 铁锉一把，电池一节，导线一根，收音机一台. ●课时安排 一课时 ●教学过程 ［投影］本节课学习目标 1.知道电磁波形成的理论条件. 2.知道电磁波形成的实际电路. 3.知道电磁波的特点. 4.知道赫兹实验及其重要意义. ●学习目标完成过程 一、复习电磁场理论，引入新课 在上节课，我们学习了电磁波的理论，知道了变化的电场和磁场可以互相转化，形成一个不可分离的统一的电磁场，那么这种场怎样向较远的空间传播呢？下面我们通过一个小实验来说明这个问题，引入新课. 二、新课教学 演示：照上图安装电路元件，先把收音机开关打开，然后将收音机调谐到无声音状态.这时将锉刀上的导线头在锉刀上拖动，收音机会发出“喀、喀”的声音. 分析：导线头在锉刀上拖动时，导线头与锉刀间的场强不断变化，在周围空间形成电磁场，并被收音机接收到，由此得出电磁波的概念，板书电磁波的形成. 1.电磁波的形成 空间某处产生的变化的电场会在空间产生变化的磁场，这个变化的电场和磁场又会在较远的空间产生新的变化的电场和磁场，电磁场由近及远向周围空间传播，就形成电磁波. 复习LC回路中电场能和磁场能存在的空间. ［学生回答］电场能存在电容器两极板间，磁场能存在电感线圈中. ［教师总结］LC回路振荡过程中，电场能和磁场能主要在电路内部转化，辐射出去的能量很小，不能用来有效地发射电磁波. 怎样才能有效地向外界发射电磁波呢？研究表明，要有效发射电磁波，必须具备以下条件，板书发射电磁波的条件. 2.发射电磁波的条件 （1）电磁振荡的频率必须足够高，振荡频率越高，发射电磁波的本领越大. （2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地向外传播电磁场的能量. 请学生写出LC回路振荡频率公式：f= ［提出问题］从上式分析怎样提高频率. ［学生回答］减小C和L的值. 请学生复习平行板电容器电容公式，根据公式寻找减小电容的方法. ［学生回答］由公式c=可知，要想减小电容，可以减小正对面积，增大极板间距，改变介电常数ε. 请学生复习影响自感系数的因素，并寻找减小自感系数的方法. ［学生回答］影响自感系数的因素有：线圈的横截面积的大小，线圈的长度和匝数，铁芯的存在，要想减小自感系数，可以去掉铁芯，并使线圈的横截面积、长度、匝数都减小. 完成上述分析之后，便可给出开放电路，板书开放电路 3.开放电路 （1）构造： （2）特点：a.由于电路中的L和C都足够小，因此频率很大.b.由于电容器的极板间距很大，因此电场足够分散，能分散到很大的空间中. 请学生复习机械波的振动特点，空间传播特点及其特征量的关系，指出： 机械波有横波和纵波；传播机械能，且能发生反射、折射、干涉和衍射，需介质传播；v=λf，且f由振源决定，v、 （2）电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能，在传播过程中，电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射. （3）三个特征量的关系：v=λf. 其中f由振荡电路决定.λ是两相邻的波峰（或波谷）之间的距离，即波长，它与介质和频率有关，v是波速，它只与介质有关，在真空中v=3.0×108 m/s 三、小结 本节课主要学习了以下内容 1.电磁波的产生和发射条件. 2.开放电路的结构和特点. 3.电磁波的特点. 麦克斯韦电磁场理论从建立到赢得物理学界的普遍承认和接受，经历了近20年的时间.1888年，德国物理学家第一次用实验证实了电磁波的存在，有力地促进了电磁场理论在无线电技术中的应用，这时，天才的物理学家麦克斯韦已于9年前过早地离开人世，但他的名字永久地载入了人类科学发展的史册. 四、巩固训练 1.一个均匀变化的电场能否向外发射电磁波？ 2.LC回路在发射电磁波的过程中，其他条件不变，减小电容器两极板的正对面积时，电磁波的波长怎样变化？ 参考答案： 1.均匀变化的电场只能产生稳定不变的磁场，这样的磁场不再产生电场，所以不能向外发射电磁波. 2.波长变短. 五、布置作业 1.从地球向月球发射电磁波，经过多长时间才能在地球上接到反射回来的电磁波？（地球到月球的距离为3.84×105 km). 2.某卫星采用20.009 MHz和19.995 MHz的频率发射无线电信号，若光速为2.997×108 m/s，求这两种频率的电磁波的波长各是多少？（结果精确到四位有效数字） 3.一台收音机在中波波段接收的波长范围由560.7 m到18